Resumen de Caracterización funcional de phf8, miembro de la familia jumonji de demetilasas de histonas
La cromatina es la estructura que permite el empaquetamiento del DNA en el núcleo de las células. La unidad básica, el nucleosoma, está formado por un octámero de proteínas histonas alrededor del cual se enrosca el DNA. Modificaciones postraduccionales de las histonas (acetilaciones, metilaciones, etc¿) regulan el grado de empaquetamiento del DNA, la estructura de la cromatina y la expresión génica. La proteína PHF8 pertenece a una familia de demetilasas de histonas y es capaz de demtilar los residuos aminoacídicos K9 de la histona H3 y K20 de la histona H4, asociándose esta actividad con activación de la transcripción génica. Además, mutaciones y deleciones de PHF8 se han asociado a retardo mental y autismo. El objetivo de este trabajo es indagar en la función de PHF8 y definir cómo la ausencia de una forma activa de la proteína conduce a enfermedades mentales.
Para ello se realizó un microarray de expresión en células HeLa en las que se bloqueó la traducción de PHF8. Se encontraron cerca de 500 genes desregulados, muchos de ellos relacionados con ciclo celular y otros con morfología y adhesión.
Al estudiar el papel de PHF8 en ciclo se observó que células carentes de esta proteína proliferan a un ritmo más lento que las control. A nivel molecular vimos que PHF8 interacciona con el factor de transcripción E2F-1 y coopera con él en la activación de genes requeridos para la progresión a lo largo del ciclo, como son las CDKs.
Al analizar el papel de PHF8 en la morfología y la adhesión, se observa que en ausencia de PHF8 las células poseen un citoesqueleto desorganizado y presentan problemas a la hora de formar contactos focales y adhesiones entre células. A nivel molecular se observa que PHF8 regula directamente, mediante demetilación de la lisina K20 de la histona H4, la expresión de genes clave en la regulación del citoesqueleto y la formación de adhesiones, como son RhoA, Rac1, ¿-catenina y GSK3ß. Además, identificamos a c-Myc como el factor de transcripción responsable del reclutamiento de PHF8 al promotor de estos genes.
Al analizar el efecto en una línea neuronal, se observa que en ausencia de PHF8 las células generan menos neuritas y de menor longitud que en condiciones normales. Esto puede deberse a que las proteínas RhoA, Rac1 y GSK3ß son necesarias para la elongación de prolongaciones neuronales (neuritas, axones y dendritas). Además, éstas proteínas y otras moléculas de adhesión son necesarias para la formación y estabilización de sinapsis.
Las estructuras sinápticas y la red de dendritas y axones suele verse afectada en retardo mental y en autismo. Es probable que la ausencia de PHF8 resulte en estas enfermedades debido a que mantiene la expresión de genes necesarios para la formación de las redes neuronales. Además, también podría controlar el tamaño de diferentes estructuras neurales, ya que es necesario para una proliferación normal de las células.
